高地隙喷雾机自动导航驾驶管理系统

我国是农业大国,近年来农业科技发展迅速,高地隙喷雾机因其高效节能、省时省力等优点逐渐被广泛应用。目前,我国仍需要大量劳动力来驾驶喷雾机,驾驶期间也并未将人与机器分离,导致农药对人体造成的直接伤害不可小觑。自动导航驾驶不需要人为驾驶,将人与喷雾机分离,节省了劳动力又保障了人身安全。为此,研究了一种高地隙喷雾机自动导航驾驶人机交互管理系统,旨在实现上位机软件与下位机实时通信,控制下位机实现自动导航,同时协助下位机实现喷药作业。高地隙喷雾机自动导航驾驶管理系统具有自动备份车辆配置和作业记录的功能,能够在喷药结束后查看作业数据,以方便后期导航控制算法的优化与改进。     

区域尺度喀斯特区石漠化强度对土壤流失的影响

石漠化和水土流失是西南喀斯特区突出的生态问题,制约着社会经济的发展。目前,石漠化与土壤流失的耦合关系尚未系统探明,石漠化强度评价因子植被盖度、土层厚度和基岩裸露率的交互作用如何影响土壤流失知之甚少。基于石漠化现状的调查,采用RUSLE模型、Getis-OrdGi*、地理探测器等方法,测算了贵州喀斯特区土壤侵蚀状况并识别了冷热区分布,量化了石漠化强度评价因子与土壤侵蚀之间的关系,解析了因子组合对土壤流失的交互影响。结果表明：1)贵州喀斯特区土壤侵蚀以中度和微度侵蚀为主,平均土壤流失率17.69t/(hm²·a),侵蚀热区(重点防治区)主要集中在贵州西部经济相对欠发达区,侵蚀冷区(轻微区)则主要集中在黔北遵义市和黔中贵阳市等经济相对发达区。2)土壤流失随石漠化强度评价指标植被盖度、土层厚度的增加呈降低趋势,随基岩裸露率的增加则呈增加趋势;石漠化与土壤流失之间并非简单的线性关系,而呈复杂的非线性关系,3个评价因子分别以三次曲线函数、指数函数和反正弦函数拟合优度最高。3)石漠化强度评价因子对土壤流失空间分异的解释力依次为植被盖度、基岩裸露率和土层厚度,且因子组合对土壤流失...     

水肥耦合对番茄产量和硝酸盐含量的影响

采用二因素(水、肥二因素)二次通用旋转组合设计,研究了水肥耦合技术对番茄产量和硝酸盐含量的影响。结果表明:F回>F0.01(5,7),说明灌水定额、施肥定额二因素与分析项目之间存在极显著的回归关系。2个因素重要性顺序为施肥量>灌水量。根据边际效益分析可知,边际产量随水肥的增加而增加,边际硝酸盐含量随水分增大呈减少趋势,而随着施肥量的增加呈增加趋势。通过计算机模拟,提出了高产、低硝酸盐含量的最优水肥组合方案:灌水指标为2710.95~2735.25m3/hm2,施肥指标:尿素或磷酸一铵的用量为264.6~280.5 kg/hm2。     

水土流失防治措施对马尾松林土壤微生物群落分子生态网络的影响

水土流失防治措施可以提高侵蚀退化林地的土壤质量。为了探究典型水土流失防治措施对土壤微生物分子生态网络的影响,在南方红壤区马尾松林下建立了水土流失防治措施小区,设置3种不同处理,分别为挖设鱼鳞坑加种植草本,挖设鱼鳞坑加种植草本与灌木,以及对坡面土壤不设置任何措施的对照。利用16S rRNA和18S rRNA基因 Illumina MiSeq 高通量测序技术,测定3种处理下的土壤微生物群落组成,基于随机矩阵的方法构建微生物网络。结果表明,措施实施后,绿弯菌门相对丰度显著降低,变形菌门与酸杆菌门的相对丰度显著升高（P < 0.05）。2种措施处理下微生物网络总节点数、总连接数、平均连通度以及模块性均较高,微生物网络的规模增大,微生物间互相作用更复杂。3个微生物网络均以负互相作用（60.59%～67.49%）为主,措施实施后物种间竞争作用进一步加强。绿弯菌门、放线菌门和变形菌门中的部分菌群在本研究区的微生物网络中起着重要的连接作用,此外,3个微生物网络的部分关键节点所属的菌群相对丰度较低（< 1%）,对于构建微生物网络也具有关键作用。2种措施处理下微生物网络平均路径距离较长,微生物作用的响应速度慢,群落结构稳定性提高,其中挖设鱼鳞坑并种植草本与灌木的措施较挖设鱼鳞坑并只种植草本的措施效果更优。冗余分析表明,土壤容重（R2 = 0.465,P < 0.05）、pH（R2 = 0.377,P < 0.05）、有机质（R2 = 0.383,P < 0.05）、全氮（R2 = 0.545,P < 0.01）、对细菌群落结构有显著影响,土壤含水量（R2 = 0.485,P < 0.05）对真菌群落结构有显著影响。上述研究结果表明,水土流失防治措施实施后土壤微生物群落结构发生明显变化,网络规模增大、物种间互作强度以及微生物群落结构的稳定性提高。     

水盐交互作用对河套灌区土壤光谱特征的影响

为探究土壤水盐交互作用对Sentinel-2卫星光谱特征的影响,该研究以内蒙古河套灌区沙壕渠灌域为研究区域,分别在2018年和2019年的4-5月共采集280个裸土期表层土壤样本,测定其土壤含水率和含盐量,并获取同步的Sentinel-2卫星遥感数据,构建基于土壤水盐-反射率原理的土壤光谱特征理论模型,在此基础上结合土壤水盐交互作用构建水盐交互模型,并比较2种模型对土壤光谱的模拟效果,分析土壤水盐交互作用对土壤光谱估算的影响。结果表明：1）土壤水盐交互作用对光谱的影响因波段类型和水盐含量的不同而有所不同。在可见光范围上影响相对较弱,其作用范围为-0.11～0.29;在近红外和短波红外范围上影响相对较强,其作用范围为-0.35～0.61;当水分或盐分中某个含量较高时对光谱影响较弱,其主要集中在-0.1～0.23;,在水盐含量程度相似时影响较强,其作用范围为0.3～0.6。2）与土壤光谱特征理论模型相比,水盐交互模型能明显地改善土壤光谱的模拟效果,能将模拟相关系数由0.14～0.44提升到0.29～0.70,均方根误差由0.032～0.082降低到0.029～0.068。该研究结果揭示了盐分和水分对光谱特征的干扰过程,为土壤盐分的估算提供策略与方法,对实现区域尺度上土壤盐分的精准监测具有一定的意义。     

黑土长缓坡地形与横垄对土壤有机碳空间分异的交互作用

横坡垄作对坡耕地土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）流失有一定的阻控作用,但黑土区特有长而缓的地形与横垄对坡耕地SOC空间分异会产生交互作用,而这种交互作用引发的SOC流失风险没引起足够的重视。该研究以典型黑土区黑龙江省黑河市北安分局红星农场为研究区域,2022年在横坡垄作与顺坡水线方向上共布设25个采样点,采用地理探测器模型、单因素方差分析（one-way ANOVA）和Pearson相关性分析,探讨土壤有机碳的空间分异及其交互作用。结果表明,横坡垄作方向上垄沟土壤有机碳含量从坡顶到水线呈现逐渐增大的变化趋势;在垄台从坡顶到水线呈现先增大后减小的变化趋势。顺坡水线方向,土壤有机碳含量在垄沟呈现从上坡到下坡增大的变化趋势;在垄台呈现先增大后减小的变化趋势。由于断垄产生水线,顺坡土壤有机碳含量上坡与下坡仍有显著差异（P＜0.05）。Pearson相关性分析表明, 有机碳与可蚀性K因子呈显著负相关（垄沟和垄台相关系数分别为–0.228和–0.238,P＜0.05）,与碳循环相关的β-葡萄糖苷酶和微生物生物量碳在垄沟呈极显著正相关（相关系数为0.398和0.676,P<0.01）。地理探测器分析表明,顺坡水线对土壤有机碳空间分异的影响最大,其对垄沟和垄台SOC的解释力分别达到61%和52%以上;顺坡水线与其他因子的交互作用共同增强了对土壤有机碳的解释力,尤其是顺坡水线与高程的交互作用最为明显。黑土区坡耕地土壤有机碳空间分异主要受顺坡水线与高程的交互作用,横坡垄作虽然能够拦截径流,但由于长缓坡地形影响产生的断垄会加剧土壤侵蚀诱发的有机碳流失。因此,黑土坡耕地治理需要同时考虑横垄与地形的共同影响,从而实现防蚀的优化效果。     

旱盐交叉胁迫对燕麦幼苗生长和渗透调节物质的影响

采用盆栽土培试验研究不同干旱条件下盐胁迫对燕麦幼苗生长和渗透调节物质含量的影响。结果表明,0.3%或0.6%的土壤含盐量可提高轻度(土壤相对含水量65%)和中度(土壤相对含水量50%)干旱胁迫下燕麦幼苗的生物量和植株含水量,同时叶片可溶性糖、脯氨酸和可溶性蛋白质含量增加,游离氨基酸含量下降,根系和地上部Na+含量增加、K+含量降低;而0.9%的土壤含盐量处理或在重度干旱(土壤相对含水量35%)胁迫下随土壤含盐量的增加,燕麦幼苗生物量和植株含水量降低,叶片可溶性糖和可溶性蛋白质含量下降,脯氨酸和游离氨基酸含量增加,根系和地上部Na+含量进一步提高,K+含量迅速降低。表明适量的土壤含盐量可通过提高渗透调节缓解轻、中度干旱胁迫对燕麦幼苗生长的抑制,而过量的盐分加重干旱胁迫对燕麦幼苗的伤害作用。     

Mycorrhizal inoculation enhances growth and nutrition of cotton plant

Arbuscular Mycorrhizae Fungi (AMF) inoculations may improve growth and nutrient uptake of cotton (Gossypium hirsutum L.) plant. Although the importance of mycorrhizal symbioses for growth and nutrient acquisition of cotton plant is known, less is known about mycorrhizal dependency on P and Zn nutrition under low Zn fertile soil conditions. A greenhouse experiment was conducted to investigate the effect of different of P and Zn fertilizer addition on cotton plant growth as well as Zn and P uptake. Sterilized and non-sterilized low Zn fertile Konya series soil was treated with different levels of P and Zn. Soils were inoculated with two mycorrhizae species like Funneliformis mosseae and Claroideoglomus etunicatum after sterilization. Results showed that mycorrhizal inoculation on plant growth and nutrient uptake has significant effect when soil was sterilized. Cl. etunicatum mycorrhizae species has greater effect than Fu. mosseae mycorrhizae species. Root colonization increased 23–65% due to mycorrhizal amendment. The shoot: root ratio increased by 13 and 22% for non-sterile and sterile condition respectively in mycorrhiza amended soil. Mycorrhizal dependency varies 1–55% and 3–64% for non-sterile and sterile soil respectively on mycorrhizae, P and Zn amended soil. Mycorrhizal dependency analysis showed that cotton plant in both sterile and non-sterile soil conditions depends on mycorrhizae species, P nutrition, however is less depend on Zn nutrition. This study concluded that the inoculation of cotton plant with selected mycorrhizae is necessary under both sterile and non-sterile soil conditions.     

Calibration of Hargreaves–Samani equation for estimating reference evapotranspiration in semiarid and arid regions

The Penman–Monteith (FAO-56 PM) equation is suggested as the standard method for estimating evapotranspiration (ET₀) by the International Irrigation and Drainage Committee and Food and Agriculture Organization (FAO). On the other hand, the Hargreaves–Samani (HS) equation is an alternative method compared with the FAO-56 PM equation. In the present study, the original coefficient C of the HS equation is calibrated based on the FAO-56 PM equation for estimating the reference ET₀ from 15 meteorological stations in central Iran (about 170,000 km²) under semiarid and arid conditions. After calibration, the new values for C are ranged from 0.0018 to 0.0037. The mean bias error (MBE), the root mean square error (RMSE), and the ratio of average estimations of ET₀ (R) values for all stations are ranged from 0.12 to 5.38, ?5.35 to 1.15 mm d^?1 and 0.64 to 1.28 for the HS equation and from 0.12 to 2.48, ?2.2 to 0.60 mm d^?1, and 1.00 to 1.05 for the calibrated Hargreaves–Samani equation (CHS), respectively. Results indicate that the average RMSE and MBE values are decreased by 40% and 66%, respectively. Relationships for calibrating the C coefficient on the basis of annual average of daily temperature range (ΔT) and wind speed (V) are proposed, calibrated, and validated. Hence, the CHS equation can be used for ET₀ estimates with acceptable accuracy instead of the FAO-56 PM method.     

檀香实生苗繁育与伴生植物配置关键技术试验

以檀香种子为材料,研究了不同浓度赤霉素、播种基质以及伴生树种对幼苗生长的影响,结果表明:采用1 000 mg/L赤霉素处理种子24h可促进种子发芽,发芽率达85%以上;以砂壤土+竹炭粉为播种基质出苗率最高;利用抛荒龙眼地并以龙眼树作为檀香成林期伴生植物对檀香生长具有促进作用,栽培12个月时测定,檀香树高、地径分别达172.3cm和2.48cm,为抛荒龙眼地重新利用提供新的思路。